混凝土與鋼筋的物理力學(xué)性能

1、1會計學(xué)混凝土與鋼筋的物理力學(xué)性能混凝土與鋼筋的物理力學(xué)性能單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度 混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的主要是利用它的抗壓強度抗壓強度。因此抗壓強度是。因此抗壓強度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)?；炷亮W(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)。混凝土的強度等級是用抗壓強度來劃分的混凝土的強度等級是用抗壓強度來劃分的（1 1）單向受力狀態(tài)下混凝土的強度）單向受力狀態(tài)下混凝土的強度 1）立方體抗壓強度）立方體抗壓強度：邊長為150mm的混凝土立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度為203，濕度90%）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（加載速度0.150.3N/m

2、m2/s，兩端不涂潤滑劑）測得的具有95%保證率的抗壓強度，用符號C表示。 規(guī)范根據(jù)強度范圍，從C15C80共劃分為14個強度等級，級差為5N/mm2。第2頁/共48頁2 2）軸心抗壓強度）軸心抗壓強度 按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的150mml50mm 300mm的棱柱體試件，在溫度為20土3和相對濕度為90以上的條件下養(yǎng)護(hù)28d，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的具有95保證率的抗壓強度 。對于同一混凝土，棱柱體抗壓強度小于立方體抗壓強度。 考慮到實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作、養(yǎng)護(hù)和受力情況，實際構(gòu)件強度與試件強度之間存在差異，規(guī)范基于安全取偏低值，規(guī)定軸心抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值和立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：kcuckfkkf,2

3、188. 0第3頁/共48頁 式中：式中： k k為棱柱體強度與立方體強度之比，對不大為棱柱體強度與立方體強度之比，對不大于于C50C50級的混凝土取級的混凝土取0.760.76，對，對C80C80取取0.820.82，其間按線性插，其間按線性插值。值。k k2 2為高強混凝土的脆性折減系數(shù)，對為高強混凝土的脆性折減系數(shù)，對C40C40取取1.01.0，對，對C80C80取取0.870.87，中間按直線規(guī)律變化取值。，中間按直線規(guī)律變化取值。0.880.88為考慮實際為考慮實際構(gòu)件與試件混凝土強度之間的差異而取用的折減系數(shù)。構(gòu)件與試件混凝土強度之間的差異而取用的折減系數(shù)。 kcuckfkkf,

4、2188. 0f fcu,kcu,k立方體強度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強度等級立方體強度標(biāo)準(zhǔn)值即為混凝土強度等級f fcucu。第4頁/共48頁3 3）軸心抗拉強度）軸心抗拉強度 混凝土的軸心抗拉強度可以采用直接軸心受拉的試驗方法來測定，但由于試驗比較困難，目前國內(nèi)外主要采用圓柱體或立方體的劈裂試驗來間接測試混凝土的軸心抗拉強度。劈拉試驗FaF拉壓壓22aFfsp第5頁/共48頁 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值與立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的換算關(guān)系為：0.450.55,20.88 0.3951 1.645tkcu kff混凝土軸心抗拉強度與立方體抗壓強度的關(guān)系第6頁/共48頁 在平面應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)

5、兩方向應(yīng)力均為壓應(yīng)力時，抗壓強度相互提高，最大可增加27，而當(dāng)一方向為壓應(yīng)力，另一方向為拉應(yīng)力時，強度相互降低。 當(dāng)壓應(yīng)力不太高時，其存在可提高混凝土的抗剪強度，拉應(yīng)力的存在會降低混凝土的抗剪強度。剪應(yīng)力的存在降低混凝土的抗壓和抗拉強度。 側(cè)向壓應(yīng)力的存在可提高混凝土的抗壓強度，關(guān)系為: 式中 被約束混凝土的軸心抗壓強度； 非約束混凝土的軸心抗壓強度； 側(cè)向約束壓應(yīng)力。 側(cè)向壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。 (4.57.0)ccclfffccf cf lf（3 3）復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強度）復(fù)合受力狀態(tài)下混凝土的強度第7頁/共48頁復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能雙軸應(yīng)力狀態(tài)雙軸應(yīng)力狀態(tài)實際結(jié)構(gòu)

6、中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙雙向向或或三向三向受力狀態(tài)。受力狀態(tài)。雙向受壓強度大于單向受雙向受壓強度大于單向受壓強度，最大受壓強度發(fā)壓強度，最大受壓強度發(fā)生在兩個壓應(yīng)力之比為生在兩個壓應(yīng)力之比為0.3 0.6之間，約之間，約(1.251.60 )fc。雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的雙軸受壓狀態(tài)下混凝土的應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓應(yīng)變關(guān)系與單軸受壓曲線相似，但峰值應(yīng)變均曲線相似，但峰值應(yīng)變均超過單軸受壓時的峰值應(yīng)超過單軸受壓時的峰值應(yīng)變。變。第8頁/共48頁在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)在一軸受壓一軸受拉狀態(tài)下，任意應(yīng)力比情況下均下，任意應(yīng)

7、力比情況下均不超過其相應(yīng)單軸強度。不超過其相應(yīng)單軸強度。并且抗壓強度或抗拉強度并且抗壓強度或抗拉強度均隨另一方向拉應(yīng)力或壓均隨另一方向拉應(yīng)力或壓應(yīng)力的增加而減小。應(yīng)力的增加而減小。雙軸應(yīng)力狀態(tài)雙軸應(yīng)力狀態(tài)實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于實際結(jié)構(gòu)中，混凝土很少處于單向受力狀態(tài)。更多的是處于雙雙向向或或三向三向受力狀態(tài)。受力狀態(tài)。復(fù)雜應(yīng)力下混凝土的受力性能第9頁/共48頁構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力構(gòu)件受剪或受扭時常遇到剪應(yīng)力t t 和正應(yīng)力和正應(yīng)力s s 共同作用下的共同作用下的復(fù)合受力情況。復(fù)合受力情況?；炷恋目辜魪姸龋弘S混凝土的抗剪強度：隨拉拉應(yīng)力增大而減小應(yīng)力增大而減

8、小 隨隨壓壓應(yīng)力增大而增大應(yīng)力增大而增大當(dāng)壓應(yīng)力在當(dāng)壓應(yīng)力在0.6fc左右時，抗剪強度達(dá)到最大，左右時，抗剪強度達(dá)到最大，壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應(yīng)壓應(yīng)力繼續(xù)增大，則由于內(nèi)裂縫發(fā)展明顯，抗剪強度將隨壓應(yīng)力的增大而減小。力的增大而減小。第10頁/共48頁三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和三軸應(yīng)力狀態(tài)有多種組合，實際工程遇到較多的螺旋箍筋柱和鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗一般鋼管混凝土柱中的混凝土為三向受壓狀態(tài)。三向受壓試驗一般采用圓柱體在等側(cè)壓條件進(jìn)行。采用圓柱體在等側(cè)壓條件進(jìn)行。由試驗得到的經(jīng)驗公式為由

9、試驗得到的經(jīng)驗公式為: 式中式中 被約束混凝土的軸心抗壓強度；被約束混凝土的軸心抗壓強度； 非約束混凝土的軸心抗壓強度；非約束混凝土的軸心抗壓強度； 側(cè)向約束壓應(yīng)力。側(cè)向約束壓應(yīng)力。 側(cè)向壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。側(cè)向壓應(yīng)力的存在還可提高混凝土的延性。 (4.57.0)ccclfffccf cf lf第11頁/共48頁混凝土的變形混凝土的變形1、單軸受壓應(yīng)力、單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 混凝土單軸受力時的應(yīng)力混凝土單軸受力時的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過應(yīng)變關(guān)系反映了混凝土受力全過程的重要力學(xué)特征程的重要力學(xué)特征,是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建立承載力和變形是分析混凝土構(gòu)件應(yīng)力、建

10、立承載力和變形計算理論的必要依據(jù)，也是利用計算機(jī)進(jìn)行非線性分析的基礎(chǔ)。計算理論的必要依據(jù)，也是利用計算機(jī)進(jìn)行非線性分析的基礎(chǔ)。 混凝土單軸受壓應(yīng)力混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來應(yīng)變關(guān)系曲線，常采用棱柱體試件來測定。測定。 在普通試驗機(jī)上采用在普通試驗機(jī)上采用等應(yīng)力速度等應(yīng)力速度加載，達(dá)到軸心抗壓加載，達(dá)到軸心抗壓強度強度fc時，試驗機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)時，試驗機(jī)中集聚的彈性應(yīng)變能大于試件所能吸收的應(yīng)變能，會導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測得應(yīng)力變能，會導(dǎo)致試件產(chǎn)生突然脆性破壞，只能測得應(yīng)力-應(yīng)變曲應(yīng)變曲線的線的上升段上升段。 采用采用等應(yīng)變速度等應(yīng)變速

11、度加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一加載，或在試件旁附設(shè)高彈性元件與試件一同受壓，以吸收試驗機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測得應(yīng)力同受壓，以吸收試驗機(jī)內(nèi)集聚的應(yīng)變能，可以測得應(yīng)力-應(yīng)變應(yīng)變曲線的曲線的下降段下降段。第12頁/共48頁02468102030s(MPa)e 10-3BACEDA點以前點以前，微裂縫沒有，微裂縫沒有明顯發(fā)展，混凝土的變明顯發(fā)展，混凝土的變形主要彈性變形，應(yīng)力形主要彈性變形，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系近似直線。應(yīng)變關(guān)系近似直線。A點應(yīng)力隨混凝土強度的點應(yīng)力隨混凝土強度的提高而增加，對普通強提高而增加，對普通強度混凝土度混凝土s sA約為約為 (0.30.4)fc ，對高強混，對高強混凝

12、土凝土s sA可達(dá)可達(dá)(0.50.7)fc。A點以后點以后，由于微裂縫，由于微裂縫處的應(yīng)力集中，裂縫開處的應(yīng)力集中，裂縫開始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生始有所延伸發(fā)展，產(chǎn)生部分塑性變形，應(yīng)變增部分塑性變形，應(yīng)變增長開始加快，應(yīng)力長開始加快，應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線逐漸偏離直線。變曲線逐漸偏離直線。微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝微裂縫的發(fā)展導(dǎo)致混凝土的橫向變形增加。但土的橫向變形增加。但該階段微裂縫的發(fā)展是該階段微裂縫的發(fā)展是穩(wěn)定的。穩(wěn)定的?；炷猎诮Y(jié)硬過程中，混凝土在結(jié)硬過程中，由于水泥石的收縮、骨由于水泥石的收縮、骨料下沉以及溫度變化等料下沉以及溫度變化等原因，在骨料和水泥石原因，在骨料和水泥石的界面上形成很多微裂的界

13、面上形成很多微裂縫，成為混凝土中的薄縫，成為混凝土中的薄弱部位?；炷恋淖罱K弱部位?；炷恋淖罱K破壞就是由于這些微裂破壞就是由于這些微裂縫的發(fā)展造成的?？p的發(fā)展造成的。達(dá)到達(dá)到B點，內(nèi)部一些微點，內(nèi)部一些微裂縫相互連通，裂縫發(fā)裂縫相互連通，裂縫發(fā)展已不穩(wěn)定，橫向變形展已不穩(wěn)定，橫向變形突然增大，體積應(yīng)變開突然增大，體積應(yīng)變開始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在始由壓縮轉(zhuǎn)為增加。在此應(yīng)力的長期作用下，此應(yīng)力的長期作用下，裂縫會持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)裂縫會持續(xù)發(fā)展最終導(dǎo)致破壞。取致破壞。取B點的應(yīng)力點的應(yīng)力作為混凝土的長期抗壓作為混凝土的長期抗壓強度。普通強度混凝土強度。普通強度混凝土s sB約為約為0.8fc，高強強度

14、，高強強度混凝土混凝土s sB可達(dá)可達(dá)0.95fc以上。以上。達(dá)到達(dá)到C點點fc，內(nèi)部微裂縫，內(nèi)部微裂縫連通形成破壞面，應(yīng)變連通形成破壞面，應(yīng)變增長速度明顯加快，增長速度明顯加快，C點的縱向應(yīng)變值稱為峰點的縱向應(yīng)變值稱為峰值應(yīng)變值應(yīng)變 e e 0，約為，約為0.002?？v向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到縱向應(yīng)變發(fā)展達(dá)到D點，點，內(nèi)部裂縫在試件表面出內(nèi)部裂縫在試件表面出現(xiàn)第一條可見平行于受現(xiàn)第一條可見平行于受力方向的縱向裂縫。力方向的縱向裂縫。隨應(yīng)變增長，試件上相隨應(yīng)變增長，試件上相繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱繼出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向裂縫，橫向變形急劇向裂縫，橫向變形急劇發(fā)展，承載力明顯下降，發(fā)展，承載力明顯下降，混凝土骨

15、料與砂漿的粘混凝土骨料與砂漿的粘結(jié)不斷遭到破，裂縫連結(jié)不斷遭到破，裂縫連通形成斜向破壞面。通形成斜向破壞面。E點的應(yīng)變點的應(yīng)變e e = (23) e e 0，應(yīng)力應(yīng)力s s = (0.40.6) fc。不同強度混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線強度等級越高，線彈性段強度等級越高，線彈性段越長，峰值應(yīng)變也有所增越長，峰值應(yīng)變也有所增大。但高強混凝土中，砂大。但高強混凝土中，砂漿與骨料的粘結(jié)很強，密漿與骨料的粘結(jié)很強，密實性好，微裂縫很少，最實性好，微裂縫很少，最后的破壞往往是骨料破壞，后的破壞往往是骨料破壞，破壞時脆性越顯著，下降破壞時脆性越顯著，下降段越陡。段越陡。Hognestad建議的應(yīng)力建議的

16、應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線uuccffeeeeeeeseeeeees0000200 15. 010 200.0020.0038 fc0.15 fcsee0eu規(guī)范規(guī)范應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系上升段：)1 (1 0ncccfees0ee下降段：ccfsueee055010)50(0033. 010)50(5 . 0002. 0)50(6012cuucucufffnee規(guī)范混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線參數(shù)fcuC50C60C70C80n21.831.671.5e00.0020.002050.00210.00215eu0.00330.00320.00310.00300.0010.0020.0030.00410

17、203040506070C80C60C40C20se2 2、混凝土的變形模量、混凝土的變形模量彈性模量彈性模量0tgEc變形模量變形模量1tgEc切線模量切線模量tgEc 彈性模量測定方法se0.5fc510 次)N/mm(74.342 . 21025cucfE混凝土的收縮和徐變混凝土的收縮和徐變1、混凝土的收縮、混凝土的收縮 混凝土在空氣中硬化時體積會縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土混凝土在空氣中硬化時體積會縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。的收縮。 收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。收縮是混凝土在不受外力情況下體積變化產(chǎn)生的變形。 當(dāng)這種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約當(dāng)這

18、種自發(fā)的變形受到外部（支座）或內(nèi)部（鋼筋）的約束時，束時，將使混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂。將使混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，甚至引起混凝土的開裂?；炷潦湛s會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失?；炷潦湛s會使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。 影響因素影響因素 混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及尺寸、配合比、骨料混凝土的收縮受結(jié)構(gòu)周圍的溫度、濕度、構(gòu)件斷面形狀及尺寸、配合比、骨料性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)條件等許多因素有關(guān)。性質(zhì)、水泥性質(zhì)、混凝土澆筑質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)條件等許多因素有關(guān)。（1）水泥的品種：水泥強度等級越高，制成的混凝土收縮越大。）水泥的品種：水泥強度等級越高，

19、制成的混凝土收縮越大。（2）水泥的用量：）水泥的用量：水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。水泥用量多、水灰比越大，收縮越大。（3）骨料的性質(zhì)：）骨料的性質(zhì)：骨料彈性模量高、級配好，收縮就小。骨料彈性模量高、級配好，收縮就小。（4）養(yǎng)護(hù)條件：）養(yǎng)護(hù)條件：干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。干燥失水及高溫環(huán)境，收縮大。（5）混凝土制作方法：）混凝土制作方法：混凝土越密實，收縮越小?；炷猎矫軐崳湛s越小。（6）使用環(huán)境：）使用環(huán)境：使用環(huán)境溫度、濕度越大，收縮越小。使用環(huán)境溫度、濕度越大，收縮越小。（7）構(gòu)件的體積與表面積比值：）構(gòu)件的體積與表面積比值：比值大時，收縮小。比值大時，收縮小。2、混凝土的徐變

20、混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時間而不斷增長的混凝土在荷載的長期作用下，其變形隨時間而不斷增長的現(xiàn)象稱為徐變?，F(xiàn)象稱為徐變。 徐變對混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的工作性能有很大影響。由于混徐變對混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的工作性能有很大影響。由于混凝土的徐變，會使構(gòu)件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起凝土的徐變，會使構(gòu)件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力重分布，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中會造成預(yù)應(yīng)力的損失。應(yīng)力重分布，在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中會造成預(yù)應(yīng)力的損失。 混凝土的徐變特性主要與時間參數(shù)有關(guān)。混凝土的徐變特性主要與時間參數(shù)有關(guān)。 在應(yīng)力（在應(yīng)力（0.5fc）作用瞬間，首先產(chǎn)生瞬時）作用瞬間，首先產(chǎn)生瞬時彈性應(yīng)變

21、彈性應(yīng)變e eel（= s si/Ec(t0)，t0加荷時的齡期）。加荷時的齡期）。 隨荷載作用時間的延續(xù)，變形不斷增長，前隨荷載作用時間的延續(xù)，變形不斷增長，前4個月徐變增個月徐變增長較快，長較快，6個月可達(dá)最終徐變的（個月可達(dá)最終徐變的（7080）%，以后增長逐漸，以后增長逐漸緩慢，緩慢，23年后趨于穩(wěn)定。年后趨于穩(wěn)定。 記記(t- -t0)時間后的總應(yīng)變?yōu)闀r間后的總應(yīng)變?yōu)閑 e c(t, ,t0)，此時混凝土的收縮應(yīng)變?yōu)?，此時混凝土的收縮應(yīng)變?yōu)閑 esh(t，t0)，則徐變?yōu)椋瑒t徐變?yōu)?，e ecr (t, ,t0) = e ec(t, ,t0)- - e e c(t0)- - e esh

22、(t, ,t0)= e ec(t, ,t0)- - e eel- - e esh(t, ,t0)如在時間如在時間t 卸載，則會產(chǎn)生卸載，則會產(chǎn)生瞬時彈性恢復(fù)應(yīng)變瞬時彈性恢復(fù)應(yīng)變e eel。由于混凝土。由于混凝土彈性模量隨時間增大，故彈性恢復(fù)應(yīng)變彈性模量隨時間增大，故彈性恢復(fù)應(yīng)變e eel小于加載時的瞬時彈小于加載時的瞬時彈性應(yīng)變性應(yīng)變 e eel。再經(jīng)過一段時間后，還有一部分應(yīng)變。再經(jīng)過一段時間后，還有一部分應(yīng)變e eel可以恢復(fù)，可以恢復(fù)，稱為稱為彈性后效彈性后效或徐變恢復(fù)，但仍有不可恢復(fù)的殘留永久應(yīng)變或徐變恢復(fù)，但仍有不可恢復(fù)的殘留永久應(yīng)變e ecr影響因素影響因素內(nèi)在因素內(nèi)在因素是混凝土

23、的組成和配比。骨料是混凝土的組成和配比。骨料(aggregate)的剛度（彈性模量）越大，體積的剛度（彈性模量）越大，體積比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。比越大，徐變就越小。水灰比越小，徐變也越小。環(huán)境影響環(huán)境影響包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)包括養(yǎng)護(hù)和使用條件。受荷前養(yǎng)護(hù)(curing)的溫濕度越高，水泥水化作用月的溫濕度越高，水泥水化作用月充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（充分，徐變就越小。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)可使徐變減少（2035）%。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)。受荷后構(gòu)件所處的環(huán)境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。境溫度越高，相對濕度越小，徐變就越大。2.2 鋼 筋 鋼筋的品種

24、和級別 熱軋鋼筋、中高強鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋D公稱直徑 A3 股鋼絞線量測尺寸鋼絞線圖 2-1 常用鋼筋形式刻痕鋼絲螺旋肋鋼絲熱軋鋼筋的分類熱軋鋼筋的分類HPB235級、HRB335級、HRB400級、RRB400級屈服強度屈服強度 fyk（標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值= =鋼材廢品限值，保證率鋼材廢品限值，保證率97.73%）HPB235級： fyk = 235 N/mm2HRB335級： fyk = 335 N/mm2HRB400級、RRB400級： fyk = 400 N/mm2 HPB235級(級)鋼筋鋼筋多為光面鋼筋多為光面鋼筋，多作為現(xiàn)澆樓多作為現(xiàn)澆樓板的受力鋼筋和箍筋。板的受力鋼

25、筋和箍筋。 HRB335級(級)和 HRB400級(級)鋼筋鋼筋強度較高，強度較高，多多作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，作為鋼筋混凝土構(gòu)件的受力鋼筋，尺寸較大的構(gòu)件，也有用也有用級鋼筋作箍筋以級鋼筋作箍筋以增強與混凝土的粘結(jié)，外形增強與混凝土的粘結(jié)，外形制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋制作成月牙肋或等高肋的變形鋼筋。 RRB400級(級)鋼筋鋼筋強度太高，不適宜作為鋼筋混強度太高，不適宜作為鋼筋混凝土構(gòu)件中的配筋，凝土構(gòu)件中的配筋，一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力筋。一般冷拉后作預(yù)應(yīng)力筋。延伸率延伸率 5 5= =25、16、14、10%，直徑直徑840。鋼絲鋼絲，中強鋼絲的強度為中強鋼絲的強度

26、為8001200MPa，高強鋼絲、鋼絞線，高強鋼絲、鋼絞線的為的為 1470 1860MPa；延伸率延伸率d10=6%，d100=3.54%；鋼絲的；鋼絲的直徑直徑39mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，另有二股、；外形有光面、刻痕和螺旋肋三種，另有二股、三股和七股鋼絞線，外接圓直徑三股和七股鋼絞線，外接圓直徑9.515.2 mm。中高強鋼絲和。中高強鋼絲和鋼絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。鋼絞線均用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。冷加工鋼筋冷加工鋼筋是由熱軋鋼筋和盤條經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加是由熱軋鋼筋和盤條經(jīng)冷拉、冷拔、冷軋、冷扭加工后而成。冷加工的目的是為了提高鋼筋的強度，節(jié)約鋼材。工后而成。冷加工的

27、目的是為了提高鋼筋的強度，節(jié)約鋼材。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。但經(jīng)冷加工后，鋼筋的延伸率降低。近年來，冷加工鋼筋的品近年來，冷加工鋼筋的品種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。種很多，應(yīng)根據(jù)專門規(guī)程使用。熱處理鋼筋熱處理鋼筋是將是將級鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處級鋼筋通過加熱、淬火和回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使強度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于預(yù)理，使強度得到較大幅度的提高，而延伸率降低不多。用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。s se e鋼筋的強度與變形鋼筋的強度與變形 有明顯屈服點的鋼筋有明顯屈服點的鋼筋aabcdefua為比例極限oa為彈性階段de為強化階段b為屈服上限c為屈

28、服下限，即屈服強度 fycd為屈服臺階e為極限抗拉強度 fu fyfef為頸縮階段幾個指標(biāo)：幾個指標(biāo)：屈服強度屈服強度：是鋼筋強度的設(shè)計依據(jù)是鋼筋強度的設(shè)計依據(jù)，因為鋼筋屈服后將發(fā)生很大，因為鋼筋屈服后將發(fā)生很大的塑性變形，且卸載時這部分變形的塑性變形，且卸載時這部分變形不可恢復(fù)不可恢復(fù)，這會使鋼筋混凝土，這會使鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。屈服上限與加載速度有構(gòu)件產(chǎn)生很大的變形和不可閉合的裂縫。屈服上限與加載速度有關(guān)，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強度。關(guān)，不太穩(wěn)定，一般取屈服下限作為屈服強度。延延 伸伸 率率：鋼筋拉斷后的伸長值與原長的比率，是反映鋼筋塑性：鋼筋拉斷后的伸

29、長值與原長的比率，是反映鋼筋塑性性能的指標(biāo)。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。性能的指標(biāo)。延伸率大的鋼筋，在拉斷前有足夠預(yù)兆，延性較好。0010or 5lll 屈屈 強強 比：比：反映鋼筋的強度儲備，反映鋼筋的強度儲備，fy/fu=0.60.7。se殘余變形er彈性變形ee有明顯屈服點鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系一般可采用雙線性的理想彈塑性關(guān)系yyysfEeeseees fy ey1Es鋼筋的彈性模量(N/mm2)種 類EsHPB235 級鋼筋2.1105HRB335 級鋼筋、HRB400 級鋼筋、RRB400 級鋼筋、熱處理鋼筋2.0105消除應(yīng)力鋼絲、螺旋肋鋼絲、刻痕鋼絲2.05105

30、鋼絞線1.95105無明顯屈服點的鋼筋無明顯屈服點的鋼筋a0.2%s0.2 fua點：比例極限，約為點：比例極限，約為0.65fua點前：應(yīng)力點前：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為線彈性應(yīng)變關(guān)系為線彈性a點后：應(yīng)力點后：應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為非線性，應(yīng)變關(guān)系為非線性，有一定塑性變形，且沒有明顯的屈有一定塑性變形，且沒有明顯的屈服點服點強度設(shè)計指標(biāo)強度設(shè)計指標(biāo)條件屈服點條件屈服點殘余應(yīng)變?yōu)闅堄鄳?yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力所對應(yīng)的應(yīng)力規(guī)范規(guī)范取取s s0.2 =0.85 fu 1）強度：要求鋼筋有足夠的強度和適宜的強屈比(極限強度與屈服強度的比值)。例如，對抗震等級為一、二級的框架結(jié)構(gòu)，其縱向受力鋼筋的實際強屈比不應(yīng)小于

31、1.25。 2）塑性：要求鋼筋應(yīng)有足夠的變形能力。 3）可焊性：要求鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂縫和過大的變形，焊接接頭性能良好。 4）與混凝土的粘結(jié)力：要求鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結(jié)力，以保證兩者共同工作。混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)鋼筋與混凝土之間粘結(jié)應(yīng)力示意圖（a）錨固粘結(jié)應(yīng)力 （b）裂縫間的局部粘結(jié)應(yīng)力2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)變形鋼筋和混凝土的機(jī)械咬合作用2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)

32、混凝土與鋼筋的粘結(jié)dlNt式中式中N鋼筋的拉力；鋼筋的拉力；鋼筋的直徑；鋼筋的直徑；粘結(jié)的長度。粘結(jié)的長度。2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)影響粘結(jié)的因素影響粘結(jié)的因素. .橫向鋼筋可以限制混凝土內(nèi)部裂縫的發(fā)展，提橫向鋼筋可以限制混凝土內(nèi)部裂縫的發(fā)展，提高粘結(jié)強度。高粘結(jié)強度。. .在直接支撐的支座處，橫向壓應(yīng)力約束了混凝在直接支撐的支座處，橫向壓應(yīng)力約束了混凝土的橫向變形，可以提高粘結(jié)強度。土的橫向變形，可以提高粘結(jié)強度。. .澆筑混凝土?xí)r鋼筋所處的位置也會影響粘結(jié)強澆

33、筑混凝土?xí)r鋼筋所處的位置也會影響粘結(jié)強度。度。2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度計算公式：alll式中，為受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)，它與同一連接區(qū)內(nèi)搭接鋼筋的截面面積有關(guān)，詳見規(guī)范。2.3 2.3 混凝土與鋼筋的粘結(jié)混凝土與鋼筋的粘結(jié)dfflty單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度單軸應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度 混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土結(jié)構(gòu)中，主要是利用它的主要是利用它的抗壓強度抗壓強度。因此抗壓強度是。因此抗壓強度是混凝土力學(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)?；炷亮W(xué)性能中最主要和最基本的指標(biāo)?；炷恋膹姸鹊燃壥怯?/p>

34、抗壓強度來劃分的混凝土的強度等級是用抗壓強度來劃分的（1 1）單向受力狀態(tài)下混凝土的強度）單向受力狀態(tài)下混凝土的強度 1）立方體抗壓強度）立方體抗壓強度：邊長為150mm的混凝土立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下（溫度為203，濕度90%）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法（加載速度0.150.3N/mm2/s，兩端不涂潤滑劑）測得的具有95%保證率的抗壓強度，用符號C表示。 規(guī)范根據(jù)強度范圍，從C15C80共劃分為14個強度等級，級差為5N/mm2。第2頁/共48頁規(guī)范規(guī)范應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系上升段：)1 (1 0ncccfees0ee下降段：ccfsueee055010)50(0033. 010)50(5 . 0002. 0)50(6012cuucucufffnee規(guī)范混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線參數(shù)fcuC50C60C70C80n21.831.671.5e00.0020.002050.00210.00215eu0